胡杨等4种植物在新疆地区的适生区预测研究

热依汗古丽?依沙克

摘要：本文选取胡杨、盐豆木、黑果枸杞与甘草共4 种植物作为研究对象，采用ArcGIS10.2软件与MaxEnt模型进行预测分析。研究结果表明，4种植物的最佳适生条件为平均湿度大于60%，等温性为36～36.5，昼夜温差低于25°C或位于27.25～27.5°C之间，且1 月最低温在-20°C以上。

关键词：适生区;气象因子;生态恢复

0引言

植物群落对于生态恢复具有重要促进作用，通过合理选定适生区进行退化植物群落的再植与填补，能够有效改善受损生态系统，为干旱、半干旱地区生态修复工作提供借鉴价值。

1材料与方法

1.1  区域概况

新疆维吾尔自治区位于我国西北部，地处73°40′～96°18′E与34°25′～48°10′N之间，具有温带大陆性气候特征，昼夜温差大，最冷月（1月）的平均气温低于-20°C、最热月（7月）的平均气温高于33°C，年日照时间为2500～3500h，年均降水量150m，属于典型的干旱、半干旱气候区。

1.2  研究方法

采用ArcGIS10.2软件生成研究区域地图，结合野外调查结果获取4 种植物的位置数据，经筛选后共整理出154条样本数据，以CSV文件格式进行存储备用。在环境因子的设计上，从中国气象数据网中收集30年间的气象数据，选取海拔、年均温、昼夜温差、等温性、1月最低温、7月最高温、年日照时数、平均相对湿度、年平均气压共9 项指标作为环境因子，经软件处理后生成ASCⅡ码。

选取MaxEnt模型进行预测分析，依照25%和75%的比例将样本数据划分为测试集和训练集，将最大迭代次数设为500次，获取到植物的适生强度数据，并利用AUC值进行预测精度检验，采用刀切法检验各环境因子的贡献度。在模型预测结果的精度评价上，当AUC值<0.6时说明实验失败，AUC值处于0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～0.9、0.9～1.0范围内时分别对应“较差”“、一般”“、准确”“、极高”的评语等级。选取分布概率P作为界定植物适生强度等级的指标，当P为0.1时记为“非适生区”，P取值为0.2～0.4、0.5～0.7、0.8～1.0时分别对应“低度适生区”“、中度适生区”和“高度适生区”。

2结果与分析

2.1  胡杨

胡杨的高度适生区广泛分布在全疆境内，包含阿尔泰山西侧、天山北侧、博州和伊犁州以及南部阿图什市一带，覆盖面积为12.598万km2、占比7.7%;中度适生区紧邻高度适生区分布，包含南疆图木舒克、阿克苏、和田、巴州与北疆塔城等地区，覆盖面积为53.966万km2、占比33.1%;低度适生区呈辐射扩散分布，由中度适生区向东南部推移，覆盖面积为87.028万km2、占比53.3%。整体来看，胡杨的适生区主要位于新疆北部地区。基于MaxEnt模型测得AUC均值为0.8534，精度评价结果为“准确”;其适生条件为平均湿度61%，昼夜温差保持在<25.5°C或25.5～27.25°C范围内。

2.2  盐豆木

盐豆木的高度适生区主要分布在阿勒泰地区、天山东部吐鲁番市、博州与伊犁州以及南疆阿克苏、和田等地区，覆盖面积为9.791万km2、占比6.0%;中度适生区集中分布在天山北部一带与南部阿克苏、喀什两地区，覆盖面积为53.101万km2、占比32.5%;低度适生区则临近高、中度适生区，并向西南部延伸，覆盖面积为72.357万km2、占比44.3%;非适生区集中分布在塔克拉玛干沙漠与昆仑山地区，覆盖面积为27.916万km2、占比17.1%。整體来看，盐豆木的适生区主要分布在西北地区，且在北部地区的适生强度优于南部。基于MaxEnt模型测得AUC均值为0.837，精度评价结果为“准确”;其适生条件为等温性保持在36～37.5范围内，1月最低温超过-20°C。

2.3  黑果枸杞

黑果枸杞的高度适生区包含北疆乌鲁木齐、昌吉与南疆库尔勒、和田、阿克苏、喀什等地区，覆盖面积为11.505万km2、占比7.1%;中度适生区紧邻高度适生区，同时涉及到塔城、哈密一带，覆盖面积为57.018万km2、占比34.9%;低度适生区呈零散分布状态，紧邻高、中度适生区，覆盖面积为66.042万km2、占比40.5%。整体来看，黑果枸杞在西南部的适生强度优于北部地区。基于MaxEnt模型测得AUC均值为0.808，精度评价结果为“准确”;其适生条件为等温性保持在38.5～39.5范围内，1月最低温控制在-20～-25°C范围内。

2.4  甘草

甘草的高度适生区包含北疆塔城、吐鲁番，南疆喀什、阿图什，以及博州、伊犁州一带，覆盖面积为14.556万km2、占比8.9%;中度适生区分布在北疆乌鲁木齐、塔城、石河子与博斯腾湖的连接部位以及南疆阿克苏周围地区，覆盖面积为35.297万km2、占比21.6%;低度适生区紧邻高、中度适生区，沿东南部地区发散，覆盖面积为63.725万km2、占比39.1%;非适生区则排除上述地区，覆盖面积为49.593万km2、占比30.4%。整体来看，甘草的适生区集中分布在西北部地区。基于MaxEnt模型测得AUC均值为0.903，精度评价结果为“极高”;其适生条件为等温性<37，昼夜温差<25.5°C或位于27～27.5°C之间。

3结论

总体来看，胡杨与盐豆木的适生区分布相似度较高，黑果枸杞对环境的整体耐受性较高，甘草兼具生态与经济价值，结合4 种植物的适生区分布特性进行植物群落的重构与栽培，对于新疆地区生态环境的恢复具有重要价值。

参考文献：

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